配电变压器及配电线路设备防雷保护方式分析

配电变压器及配电线路设备防雷保护方式分析

发表时间：2019-07-05T12:48:21.180Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：韩荣

[导读] 摘要：经济的大力发展在提升我国国际地位的同时也方便了人们的日常生活，电力设备也不断的更新并且其使用范围也更加广泛在此背景下，电力系统的完善就具有了十分重要的意义但由于自然状况的不可改变性在遇到雷雨天气时，很多电力设备、配电线路等都容易受到雷雨的袭击，产生电力系统故障甚至电力安全事故所以加强配电系统及配电线路的安全性，提高其应对雷雨等自然破坏的抵抗性，这都需要从配电线路的防雷保护方式入手。

（国网宁夏电力有限公司吴忠供电公司宁夏吴忠 751100）

摘要：经济的大力发展在提升我国国际地位的同时也方便了人们的日常生活，电力设备也不断的更新并且其使用范围也更加广泛在此背景下，电力系统的完善就具有了十分重要的意义但由于自然状况的不可改变性在遇到雷雨天气时，很多电力设备、配电线路等都容易受到雷雨的袭击，产生电力系统故障甚至电力安全事故所以加强配电系统及配电线路的安全性，提高其应对雷雨等自然破坏的抵抗性，这都需要从配电线路的防雷保护方式入手。

关键词：配电变压器；线路设备；防雷保护；分析

1导言

雷电在自然界中十分常见，具有较大的随意性，可对电力配网系统造成严重危害。在实际情况中，很难对其进行有效预控。根据雷电的发生规律，配电网防雷措施有多种形式。通过对电网等级、负荷状况、系统正常运行、雷电出现频率等因素的研究，结合地形地貌、土壤电阻率等实际条件，选取可行性、安全性、经济性突出的防雷保护措施。

2开关防雷保护措施

配电变压器高压侧柱上和负荷开关，应设置相应的避雷保护装置，根据实际情况也可使用空气间隙。断路频率较大的带电开关（含隔离开关、柱上开关与负荷开关）需要在带电侧设置避雷装置，也可使用空气保护间隙，防雷保护装置的接地线需要与变压器金属外壳进行连接，并保证接地电阻阻值在10Ω以内，这主要是出于断路频率较大的带电开关在出现落雷时，由于受到雷电电流反作用的影响，使得电压增加一倍，容易造成闪络击穿方面的考虑，这样的保护措施可以有效防止此类事故的发生。

3配电线路防雷保护措施

对于35kV之内的配电线路，由于线路绝缘相对较弱，所以，设置避雷线的实际效果并不明显，加之线路中多呈现网状形式供电，这在一定程度上可以起到保护的作用，因此，无需在线路全线设置避雷线。针对线路进线侧安全，可在进线侧适当位置安装避雷线，以防万一。在架空线中，其绝缘一般只是针式绝缘子，相比之下更为脆弱，若安装避雷线，非但不会起到有效的保护效果，甚至还会造成反击。对于35kV以上的配电线路，常用的防雷措施为运用钢筋混凝土杆直接接地，或者是中性点非接地两种方法。除此之外，还需考虑自动重合闸，确保实际成功率保持在50%～80%之内。在配电线路中，切实强化绝缘有利于防雷效果的实现，所以，在一些无法满足安全供电需求的条件下，可根据当地实际情况运用等级较高的绝缘子。在基础条件允许的前提下，采用瓷横担是十分有效的提高绝缘方法。在木材产业较为发达的地区，也可以运用木质横担，借助木材本身的抗冲击能力来有效强化绝缘。配电线路的运行经验表明，运用消弧线圈可熄灭所有单相接地电弧。对于110kV的铁塔配电线路而言，由于其绝缘十分脆弱，因此，单一使用避雷线并不能取得显著效果，应在防雷系统中加入消弧线圈。

4配电变压器防雷保护措施

4.1配电变压器高压侧防雷措施

在配电变压器的高压侧（3-10kV）应安装金属氧化物避雷装置或者是阀型避雷装置。特殊情况中，还可使用两相阀型避雷装置，保护方式为一相间隙或者是两相间隙。阀型避雷装置可由管型取代。为避免残压对变压器的绝缘性造成影响，保护装置应可能的贴近变压器，保护装置接线。为有效防止雷电电流通过电阻形成压降和避雷装置残压的叠加现象出现在绝缘体上，需使避雷装置与变压器的外壳一同接地，保证存在于高压侧上的残压只来源于阀型避雷装置。然而，在此时接地体与接地引下线中潜在的压降，有可能会使配电变压器外壳出现电位升高的情况，进而引发逆放电。因此，在接线的过程中，需要确保中性点与变压器外壳处于同一平面。这样一来，即使低压侧的电位升高，二者之间也不会出现闪络放电现象。但这种接线方式也存在一定不足，比如，高压侧当中的雷电电流会被传送至低压侧，对外端用户的正常用电造成影响，甚至还会出现安全事故，面对这样的实际问题，可切实强化用电防雷加以弥补。

4.2配电变压器低压侧防雷措施

配电变压器高压侧被损害有很大一部分是低压侧造成的，具体原因为：若变压器的3-10kV侧发生落雷，相应的阀型避雷装置立即启动，会在接地电阻中生成压降，记为I＝5kA和R＝7Ω，代入U＝IR计算可得此时的压降数值为35kV。在此时，几乎所有压降都作用于低压绕组中。由于受到电磁感应作用，高压绕组中将产生较大的电压，电压的数值符合变压比特性。比如，对于10/0.38kV的配电变压器而言，其变压比数值26，通过计算可得该变压器的瞬时冲击电压值可达910kV。由于变压器高压侧的绕组出线端实际电位由避雷装置固定，所以，电位沿绕组均匀分布，中性点区域中的电位达到峰值，可直接击穿绝缘。另外，此时的匝间电压也较大，同样具有击穿的危险。若配电变压器低压侧发生落雷，所产生的冲击电压会按照变压比作用于高压侧中。与高压侧相比，低压侧绝缘裕度往往较大，因此，有可能会使高压绝缘击穿。由此可见，无论落雷发生在哪一侧，都存在绝缘击穿的可能。以此有效限制低压绕组中的高电压，进而起到保护变压器的作用。对于35/0.4k型变压器，高压侧与低压侧都应设置避雷装置。对于低压侧中性点未进行接地保护的变压器，需在中性点和变压器外壳之间设置一个保险器件，可以是小型的空气间隙。为避免避雷装置残压对配电变压器造成损害，无论高压侧还是低压侧上的避雷装置接地点，都需与变压器外壳保持尽可能短的距离。

5保护配电线路设备的有效措施

5.1线路杆塔与配电设备接地装置防雷的途径

当遇到雷雨天气，接地装置的保护作用就得到充分突显，同样也有很多事故都是受接地装置不合理所引发。对原因进行分析可以发现，在接地装置电压接收的过程中，受接地电阻影响会发生事故。要想有效地规避这种类型事故的发生，最关键的就是将接地装置电阻的数值有效降低。在此过程中，对降阻剂进行运用来减小电阻值，也可以在计算的方式下保证接地设备装置处于安全范围之内，使得电阻与电压都能够在安全范围运行。对于接地装置使用环境来说，接地装置很容易受腐蚀。由于我国地域辽阔，地域的类型也十分多样。而与水